Алгоритмическая и программная реализация распределенной информационно-измерительной системы активного экзоскелета

Голубев Э.В.

Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики; Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, Санкт-Петербург

Варлашин В.В.

Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики, Санкт-Петербург

Мухина А.А

Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики; 3Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург

Шилова М.А.

Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики; Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, Санкт-Петербург

Ключевые слова: активный экзоскелет, информационно-измерительная система, поверхностная электромиография, реальное время, распределенные вычисления, микроконтроллер.

Аннотация. Рассмотрена программно-алгоритмическая реализация распределенной информационно-измерительной системы активного экзоскелета на базе микроконтроллеров STM32H7. Применение принципов Edge Computing, низкоуровневой оптимизации и библиотек обеспечило синхронный опрос 64 каналов пЭМГ на частоте 16 кГц и расчет вектора мышечных признаков. Интеграция модифицированного фильтра Маджвика позволила точно определять ориентацию звеньев. Применение сетевого стека LwIP на основе протокола UDP обеспечило высокоскоростную трансляцию телеметрии со строгой фазовой синхронностью для непрерывного нейросетевого управления активным экзоскелетом.